JP6877469B2 - Fviiiおよびvwf因子を含むキメラタンパク質、ならびにそれらの使用 - Google Patents

Fviiiおよびvwf因子を含むキメラタンパク質、ならびにそれらの使用 Download PDF

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Description

技術分野
本発明は、血友病の治療において用いられる組換え型第VIII因子に関する。
背景技術
血友病は、凝固因子の欠如のために止血が達成されないがゆえに、出血が連続的に発生する疾病である。血液中の凝固因子は第I〜第XIIIで構成され、その中で血友病に関連する因子は第VIII、第IXおよび第XIである。血友病は、上記因子の遺伝的欠損により引き起こされる。欠損した凝固因子のタイプに応じて、血友病は、第VIII因子が欠損している血友病A、第IX因子が欠損している血友病B、および第XI因子が欠損している血友病Cに分類することができる。そして、血友病Aは、血友病の約80〜85%を占める。
投与のための薬物は血友病のタイプによって異なり、あるタイプの血友病に対する投与量および投与方法も投与部位によって異なる。しかしながら、血友病治療の目的は止血であり、そして治療は、酵素補充療法(ERT)を使用して、予防およびオンデマンド治療の2つの局面で行われる。現行の治療は、予防的局面に向かう傾向を示している。
ERTに用いられる酵素としては、全血および血漿から抽出され濃縮されたFVIII(血友病A)およびFIX(血友病B)が過去に用いられていた。しかしながら、血友病因子が全血および血漿から抽出される際に、エイズやHBVなどのウイルスに感染した人々の血液の一部が使用され、凝固因子の抽出プロセス中にこれらのウイルスの除去が不十分であったためにウイルス感染などの有害事象および合併症が発生した。そのため、最近は、組換えDNA技術により生産された様々な因子が開発され用いられている。例えば、FVIIIの完全型、Bドメインが欠失したFVIII、および特定の残基での修飾により半減期が延長されたFVIIIなど、様々な形態のFVIIIが開発されている。
FVIIIが予防的治療のために使用される場合、FVIIIの血液中の半減期は12時間と同じくらい短く(ヒト)、FVIIIを2〜3日ごとに一度投与すべきであるために不便である。さらに、この投与は静脈内投与であるため、投与頻度の減少は患者の利便性の観点から重要である。それゆえに、最近、FVIIIの半減期を延長するために、長時間作用性FVIIIが開発されている。
その1つが、抗体のFcドメインがFVIIIのC末端に融合した、FVIII−Fc融合タンパク質(FVIII−Fc)であり、この物質は、FcRnリサイクリングを利用してその半減期を延ばす戦略を採用している。いくつかのペグ化された(PEGylated)FVIIIが開示されており、ここでは、体内のFVIIIのクリアランスに責任を負っていることが知られているLRP(低密度リポプロテイン受容体関連タンパク質)への結合部位周辺にPEG(ポリエチレングリコール)がコンジュゲートされている。しかしながら、これらの長時間作用性FVIIIの半減期の平均は18時間であり、これは従来のFVIIIの12時間と比較して約1.5倍にしか延長しておらず、これは、従来のFVIIIの場合の週3〜4回の投与頻度が週2〜3回に減少したことを意味する。FVIII−Fcおよびペグ化されたFVIIIの半減期が大きく延長されないのは、FVIIIが血中のvWFとの強い非共有結合性相互作用の状態で血中を循環しているためである。FVIII−Fcおよびペグ化されたFVIIIもまた、血中に存在するvWFと非共有結合性の相互作用を有する傾向があり、したがって、それらはvWFの半減期によって影響されてvWFの半減期(12時間)に収束するという制限を有する(Tiede A. Journal of Thrombosis and Haemostasis, 13 (Suppl. 1): S176-S179)。
これまで開発されてきた治療薬は、機能面で投与(静脈内注射)の間隔がまだ短く、十分な長さではない半減期に起因する体内での効果の喪失により出血が頻発するという問題がある。従って、投与頻度を1週間に1回以下に減らすために、3倍以上延長された半減期を有する長時間作用性FVIIIの開発が必要である。
発明の開示
技術的課題
本発明の目的は、体内での滞留時間を延長させることにより、週に1回以下の投与頻度で投与することができる改善されたFVIIIを提供することである。
課題の解決
一実施形態において、軽鎖および重鎖を含むヒト第VIII因子(FVIII)であって、その全長が完全に欠失しているかまたは部分的に欠失しているBドメインを含むヒトFVIIIと、少なくとも1つのvWFのD’D3ドメインとを含む、キメラタンパク質を提供する。本発明のタンパク質は、少なくとも2倍延長された半減期を有する。
本発明のキメラタンパク質において、軽鎖および重鎖は、1つのポリペプチドとして、または、2つのポリペプチドとして発現され得る。
本発明によれば、軽鎖および重鎖が1つのポリペプチドとして発現される場合、FVIIIはvWFのD’D3ドメインに連結し、キメラタンパク質はその間に位置する酵素切断部位を有するリンカーを含み、ここで、vWFのD’D3ドメインのN末端は、リンカーを基準にしてN末端方向またはC末端方向に位置しており、すなわち、FVIIIおよびvWFのD’D3ドメインは、リンカーを基準にして、それぞれN末端方向およびC末端方向に位置しているか、または、それぞれC末端方向およびN末端方向に位置している。一実施形態において、例えば、それらは、NからC方向に、FVIII−リンカー−D’D3、または、D’D3−リンカー−FVIIIの順番に配列されてよい。
本発明によれば、軽鎖および重鎖が2つのポリペプチドとして発現される場合、vWFのD’D3ドメインのN末端が、重鎖に含まれるBドメインのC末端に連結していてよい。
一実施形態において、部分的に欠失しているBドメインは、配列番号1の1648および1649の残基位置に基づいて、N末端方向および/またはC末端方向のそれぞれに少なくとも5つのアミノ酸欠失を有し、該欠失は、1648および1649の残基を含む;または、少なくとも4つのグリケーション部位、または4〜6つのグリケーション部位を含むように、Bドメインが部分的に欠失している。
別の実施形態において、本発明の部分的に欠失しているBドメインに含まれ得るBドメインは、配列番号1の配列に基づくアミノ酸残基741〜902および1654〜1689、または、アミノ酸残基741〜936の配列によって表される。
別の実施形態において、本発明のキメラタンパク質はさらに、少なくとも1つのFcを含み、ここで、FcはvWFのD’D3ドメインおよび/またはFVIIIに連結していてよい。
本発明の別の実施形態によれば、本発明のキメラタンパク質はさらに、2つ以上のvWFのD’D3ドメインおよび/または2つ以上のFcを含んでよい。ここで、複数のvWFのD’D3ドメインの間および複数のFcの間で、それらは酵素切断部位を有する、または有さないリンカーによって互いに連結していてもよく、および/または、互いの間の共有結合によって複合体を形成してもよく、例えば、二量体は、それらのうちの2つが含まれる場合に形成され得る。本明細書で用いられる酵素切断部位およびリンカーについては、本明細書中に記載のものを参照することができる。
別の実施形態において、本発明のキメラタンパク質において、酵素切断部位を含むリンカーが用いられる場合、酵素切断部位は、トロンビン、FVIIa、FXaまたはFXIaにより切断され得る配列であり、酵素切断部位を有するリンカーの他の配列は、[GS]のアミノ酸配列により表され、式中、nは0、または1〜100の整数であり、特にnは4、6、8、10、16、21、22または58である。
別の実施形態において、本発明のキメラタンパク質において、リンカーに含まれる酵素切断部位では、トロンビンにより切断され得るアミノ酸配列は、DFLAEGGGVR(配列番号36)、TTKIKPR(配列番号37)、またはLVPRGS(配列番号38)であり;FVIIaにより切断され得るアミノ酸配列は、ASKPQGRIVGG(配列番号39)であり;FXaにより切断され得るアミノ酸配列は、IDGR(配列番号40)またはIEGR(配列番号41)であり;FXIaにより切断され得る配列は、SKLTRAETVF(配列番号42)により表され得る。
別の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、第1および第2のポリペプチドの形態で発現され、ここで、第1のポリペプチドは、FVIIIの重鎖およびBドメインの全部または一部を含み、かつ、第2のポリペプチドは、FVIIIの軽鎖またはBドメインの一部を含み;vWFのD’D3ドメインは、第1のポリペプチドのN末端またはC末端方向に位置し、または、第2のポリペプチドのN末端またはC末端方向に位置する。vWFのD’D3ドメインが、第1のポリペプチドのN末端または第2のポリペプチドのC末端と連結している場合、それは、vWFのD’D3ドメインが、scFVIIIのN末端またはC末端に連結しているのと同様の構造を有し、違いは、FVIIIが一本鎖または二本鎖のいずれであるかである。
一実施形態において、第1および第2のポリペプチドの形態で発現される場合、vWFのD’D3ドメインは、第1のポリペプチドのC末端方向に位置している。
本発明のキメラタンパク質は、1つ以上、具体的には2つのvWFのD’D3ドメインを含んでよく、vWFのD’D3ドメインの間に複合体(二量体)を形成してよい。
場合により、本発明のキメラタンパク質はさらに、少なくとも1つ、具体的には2つのFcを含んでよく、ここで、Fcは、vWFのD’D3ドメインおよび/または第2のポリペプチドに連結し得る。複合体(二量体)は、Fcの間に形成され得る。
一実施形態において、本発明のキメラタンパク質において、FcまたはvWFのD’D3ドメインは、酵素切断部位を有する、または有さないリンカーにより連結している。
一実施形態において、本発明のキメラタンパク質が、1つのポリペプチドとして発現される場合、配列番号6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、もしくは25により表されるアミノ酸配列、または、前記アミノ酸配列にその生物学的機能に関して同等であるか、もしくは、少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列が、本発明に含まれてよい。
別の実施形態において、本発明のキメラタンパク質が、2つのポリペプチドとして発現される場合、配列番号4および5(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号23および24(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号26および27(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号28および29(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号30および31(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号32、および33(それぞれ、重鎖および軽鎖)、もしくは配列番号34および35(それぞれ、重鎖および軽鎖)で表されるアミノ酸配列、または、前記アミノ酸配列にその生物学的機能に関して同等であるか、もしくは、少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列が、本発明に含まれてよい。
本発明のキメラタンパク質は、FVIIIのAおよび/またはBドメイン断片の1つ以上のアミノ酸残基で親水性ポリマーにコンジュゲートしていてよく、コンジュゲート位置が、Bドメイン中の配列番号1の配列に基づくアミノ酸残基754、781、782、788、789、825、および897からなる群から選択される少なくとも1つ、および、Aドメイン中の配列番号1の配列に基づくアミノ酸残基491、495、498および1806からなる群から選択される少なくとも1つであり、かつ、コンジュゲート位置の1つ以上の残基が親水性ポリマーとのコンジュゲートのためにシステインで置換されている。
一実施形態において、親水性ポリマーは、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、またはデキストランである。
別の実施形態において、親水性ポリマーは、ポリエチレングリコール(PEG)であり、使用するPEGの平均分子量は20kDa以上、具体的には40kDaまたは60kDaである。
一実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、FVIIIのBドメイン断片において、具体的には残基782で、修飾されている。
別の実施形態において、本発明は、上述のキメラタンパク質をコードする核酸、該核酸を含むベクター、および、該ベクターを含有する細胞を提供する。
さらに別の実施形態において、本発明は、キメラタンパク質、それをコードする核酸、該核酸を含むベクター、および該ベクターを含む細胞の使用を提供する。
本出願による本発明の使用には、血友病を治療するための組成物、血友病を治療するための方法、血液凝固組成物、血液凝固方法、または、本発明のタンパク質を生産するための方法が含まれる。
発明の効果
本発明による、FVIIIおよびvWFドメインが連結しているキメラタンパク質、または、PEGによって修飾された形態のキメラタンパク質は、投与された場合に体内における大幅に延長された半減期を有し、それにより、週に2〜4回の従来の薬剤の投与頻度を、1週間に1回よりも減少させる。従って、血友病Aの治療薬としての当該キメラタンパク質は、患者の利便性の向上と治療費の削減につながる。
図面の簡単な説明
図1は、本発明の半減期が延長された組換え型FVIIIの半減期延長のメカニズムの概略図である。第1の戦略は、体内のFVIIIの消失に最大の効果を及ぼすことが知られているLRP結合部位を、PEGおよびvWFのドメインであるD’D3でマスキングすることである。同時に、第2の戦略は、血中の内在性vWFが、本発明のキメラタンパク質へ結合するのを防ぐために、vWFのドメインであるD’D3を、本発明のキメラタンパク質へ共有結合させることである。
図2aおよび図2bは、それぞれ、本発明の一本鎖(一本鎖ポリペプチド)および二本鎖(二本鎖ポリペプチド)として発現されたキメラタンパク質の様々な分子構造の概略図である。
図3は、本発明の一実施形態の一本鎖ポリペプチドとして発現されるキメラタンパク質をコードするベクターの概略図である。
図4は、本発明の一実施形態の様々な長さのリンカーを含むキメラタンパク質の発現および精製後の、SDS−PAGE解析の結果を示す。
図5は、本発明の一実施形態の様々な長さのリンカーを含むキメラタンパク質の、重鎖、軽鎖およびD’D3に対する抗体を用いたウェスタンブロット解析の結果を示し、用いた抗体はそれぞれ、以下の通りである:重鎖:Green mountain、GMA−012;軽鎖:Abcam、41188;およびD’D3:Abcam、96340。
図6は、本発明のある実施形態のscFVIII/D’D3−60、−120および−300のPEGによる修飾により調製されたペグ化されたキメラタンパク質の精製後の、SDS−PAGE解析の結果を示す。
図7は、本発明の一実施形態のキメラFVIII(scFVIII/D’D3−120−TH1)およびペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1)の、vWF結合解析の結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図8は、本発明の一実施形態のキメラFVIII(scFVIII/D’D3−120−TH1)およびペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1)のLRP結合解析の結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図9は、本発明の一実施形態により調製したペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−120)の、HAマウスにおけるPK解析の結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図10は、本発明の一実施形態により調製したペグ化されたキメラFVIII(40kDaPEG−scFVIII/D’D3−120、60kDaPEG−scFVIII/D’D3−120)の、HAマウスにおけるPK解析の結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図11は、本発明の一実施形態により調製したペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−60、PEG−scFVIII/D’D3/Fc−120,Fc)の、HAマウスにおけるPKの結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図12は、本発明の一実施形態により調製したペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−300、PEG−scFVIII/D’D3/D’D3−120)の、HAマウスにおけるPKの結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図13は、本発明の一実施形態により調製したペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−60、PEG−scFVIII/D’D3−120、PEG−scFVIII/D’D3−300)の、HAマウスにおけるPKの結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図14は、本発明の一実施形態により調製したペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−120、PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、PEG−scFVIII/D’D3−120−TH2)の、HAマウスにおけるPKの結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図15は、本発明の一実施形態により調製したペグ化されたキメラFVIII(20kDa直鎖型(linear)PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、20kDa分岐鎖型(branch)PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、40kDa分岐鎖型(branch)PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1)の、PKの結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図16は、本発明の一実施形態により調製したペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1)のトロンビン生成解析の結果を示す。
図17は、ペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−120、PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、PEG−scFVIII/D’D3−120−TH2)についての尾切断(tail clip)モデルにおける、急性有効性研究の結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
図18は、本発明の一実施形態により調製したペグ化されたキメラFVIII(PEG−scFVIII/D’D3−120、PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、PEG−scFVIII/D’D3−120−TH2)のPKの結果を示す。比較群として、Advate(登録商標)を用いた。
発明を実施するための最良の形態
本発明は、FVIIIが内在性vWFタンパク質と複合体を形成するのを防止または阻害し、同時にFVIIIのLRP(低密度リポプロテイン受容体関連タンパク質)への結合を阻害してFVIIIタンパク質の半減期を延長するための技術を提供する。これは、LRPおよびプロテアーゼ依存性FVIII消失を遅らせることと同時にvWF依存性消失の減少をもたらし、半減期の延長をもたらす。
従って、一実施形態において、本発明は、ヒト第VIII因子(第VIII因子またはFVIII)および1つ以上のvWFのD’D3ドメインが融合した、キメラタンパク質を提供する。
本発明のキメラタンパク質は、FVIII(野生型では軽鎖と重鎖で構成されている)の軽鎖と重鎖が一本鎖ポリペプチドとして発現されている一本鎖(sc)の形態を有し得るか、または、FVIIIの軽鎖および重鎖のそれぞれが別々のポリペプチドとして発現されているdc(二本鎖)の形態を有し得る。
一実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、一本鎖(一本鎖ポリペプチド)として例示され、ここで、vWFのD’D3ドメインはFVIIIのN末端またはC末端方向に位置し、酵素切断部位を有するアミノ酸リンカーによって連結している。
本発明のキメラタンパク質はまた、二本鎖(二本鎖ポリペプチド)として例示され、ここで、vWFのD’D3ドメインは、FVIIIの重鎖または軽鎖の、N末端またはC末端方向に連結され得る。一実施形態において、vWFのD’D3ドメインは、BドメインのC末端方向に連結され得る。
本発明のキメラタンパク質に含まれ得るFVIIIタンパク質は、それがvWFとの結合を通して本発明の目的を達成する限り、様々な長さまたは起源のものであってよい。
FVIIIは、A1−A2−B−A3−C1−C2ドメインから構成され、一本鎖タンパク質として肝細胞で合成される。合成後、プロセシングを経て成熟し、重鎖および軽鎖から構成される280kDaのヘテロ二量体を形成する。ヘテロ二量体において、軽鎖は80kDaの分子量を有し、A3−C1−C2ドメインから構成され、また、重鎖はA1−A2−Bドメインから構成され、90〜200kDaの分子量を有し、Bドメインの長さに応じて大きく異なる。ヘテロ二量体は、血液中でvWFと結合することにより不活性な状態で存在し、血管損傷などの刺激に曝された時に、アルギニン残基の後ろで、すなわち、配列番号1の配列に基づく372、740および1689残基の後ろで、トロンビンにより切断される。その結果、vWFから分かれ、活性化されて、A1、A2およびA3−C1−C2の三量体を形成する。次に三量体はFIXaによるFXの活性化を触媒し、急速に分解される。
本発明のキメラタンパク質に含まれ得るFVIIIタンパク質は、完全長のFVIIIタンパク質、その機能的断片、バリアント、類似体またはその誘導体を含み、これらは、凝固経路において、完全長野生型FVIII因子の機能を有する。「FVIIIタンパク質」という用語は、「FVIIIポリペプチド」または「FVIII」と互換的に使用される。FVIII機能の例には、血液凝固を活性化する能力、第IX因子の補因子として作用する能力、またはCa2+およびリン脂質の存在下で第IX因子とテナーゼ複合体を形成する能力(その後、第X因子は活性化型第Xa因子に変換される)が挙げられるが、これらに限定されない。
また、様々な起源のFVIIIタンパク質、例えばヒト、ブタ科、ネコ科、ラットまたはニワトリ科のFVIIIタンパク質が使用され得る。FVIIIアミノ酸および核酸配列の非限定的な例には、開示されたGenBank番号:NM_000132、NP_000123、1012296A、AAA52420.1、CAA25619.1、AAA52484.1、1012298A、EAW72647.1、EAW72646.1、XP_001498954.1、ACK44290.1、ACO95359.1、NP_001138980.1、ABZ10503.1、NP_032003.2が含まれ得る。
本発明の一実施形態において、ヒトFVIIIが用いられ、例えば、ヒトFVIIIは、配列番号1の配列により表され得(シグナルペプチドは含まない)、また、野生型配列において、重鎖は1〜740残基から構成され、Bドメインはa3ドメインを含む741〜1689残基から構成され、軽鎖は1690〜2332残基から構成される。
また、FVIIIのバリアント、誘導体、変異体、複合体または類似体もまた、当業界で既知であり、本発明に含まれる。例えば、米国特許第5,668,108号には、1241位置のアスパラギン酸がグルタミン酸で置換されており、付随する核酸変化を有するFVIIIバリアントが開示されている;米国特許第5,149,637号には、グリコシル化または非グリコシル化C末端断片を含むFVIIIバリアントが記載されている;および、米国特許第5,661,008号には、少なくとも3つのアミノ酸残基により、アミノ酸1649〜2232に連結されたアミノ酸1〜740を含むFVIIIバリアントが開示されている。
本発明のキメラタンパク質に含まれ得るFVIIIは、そのBドメインが欠失しているFVIIIを含み、該FVIIIの例には、米国特許第6,316,226号、6,346,513号、7,041,635号、5,789,203号、6,060,447号、5,595,886号、6,228,620号、5,972,885号、6,048,720号、5,543,502号、5,610,278号、5,171,844号、5,112,950号、4,868,112号および6,458,563号に開示されたFVIIIが含まれるが、これらに限定されない。
本発明のキメラタンパク質に含まれ得るFVIIIには、Bドメインが部分的に欠失しており、該FVIIIが重鎖および軽鎖を含むが、フューリンなどのタンパク質分解酵素の切断部位を含まないようにいくつかの残基が欠失しているFVIIIが含まれる。
一実施形態において、部分的に欠失しているBドメインには、配列番号1の1648および1649の残基位置に基づいて、N末端方向およびC末端方向のそれぞれに少なくとも5つのアミノ酸欠失を有し、該欠失が1648および1649残基を含むBドメイン、および/または、4〜6つのグリケーション部位を含むように部分的に欠失しているBドメインが含まれる。
一実施形態において、本発明のキメラタンパク質に含まれ得るFVIIIは、Bドメイン欠失を有し、この部分的に欠失しているBドメインには、配列番号1に基づくアミノ酸残基741〜902および1654〜1689が含まれる。
別の実施形態において、この部分的に欠失しているBドメインには、配列番号1に基づくアミノ酸残基741〜902および1654〜1689のアミノ酸が含まれ、かつ、いくつかの残基、具体的には782位置のイソロイシン残基が、親水性ポリマーによる修飾のためにシステインで置換されているBドメインが含まれる。
別の実施形態において、Bドメインが欠失している本発明のキメラタンパク質に含まれ得るFVIIIは、配列番号3で表されるアミノ酸配列またはそれと90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有する。配列番号3のアミノ酸配列に含まれるBドメインは、配列番号1に基づく残基741〜902を含む。
本発明のキメラタンパク質に含まれ得るFVIIIは、Aドメインおよび/またはBドメイン断片のいくつかのアミノ酸残基で、親水性ポリマーとコンジュゲートすることにより、修飾されてよい。
具体的には、本発明では、修飾により本発明のキメラタンパク質のLRP結合を阻害するために、部位特異的に、および様々な位置で修飾を行うことにより上記目的を達成することができる。
一実施形態において、本発明のキメラタンパク質のコンジュゲート位置は、Aドメイン中の、配列番号1の配列に基づくアミノ酸残基491、495、498および1806からなる群から選択される少なくとも1つの残基、および、Bドメイン中の、配列番号1の配列に基づくアミノ酸残基754、781、782、788、789、825および897からなる群から選択される少なくとも1つの残基である。
別の実施形態によれば、キメラタンパク質は、ペグ化されており、具体的には、Bドメインで、および、具体的には上述の位置で、ペグ化されている。
本発明の実施形態によれば、キメラタンパク質は、Bドメインの782番目のイソロイシン残基で修飾されており、具体的には、ペグ化されており、ペグ化のために、該残基がシステインで置換され得るか、または、システイン基が以下のように挿入され得る。
本発明のFVIIIの修飾において用いられ得る親水性ポリマーは、該目的を達成する限り、当業界で既知の親水性ポリマーであってよく、その例には、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキシド、デキストランが含まれてよいが、これらに限定されない。
本発明の一実施形態において、PEGが用いられ、具体的には、分子量20kDa以上のPEGが用いられる。本発明によれば、PEGはLRP結合領域の近傍に結合し、PEG障害によりFVIIIのLRPとの結合を阻害する機能を果たす。従って、PEGの長さが短すぎると、十分な障害を提供できないため、長さが20kDa以上であることが重要である。一実施形態において、具体的には、40kDa、60kDaまたはそれを上回る分子量を有するPEGが用いられる。
本発明による修飾におけるペグ化に使用されるPEGは、当業界で既知の種々の官能基を使用して、対応する残基に連結させることができる。
本発明の一実施形態において、PEGは、システインなどの残基に存在する遊離SH基を介して部位特異的に連結され、この場合、PEGは、チオール、オルトピリジルジスルフィド、アクリロイル、スルホンまたはマレイミド基を介して連結され得るが、これらに限定されない。
本発明のFVIIIにおいて、親水性ポリマーに連結される残基は、親水性ポリマーによる修飾のために置換または挿入されてよく、置換または挿入のための残基は、修飾に使用される物質に応じて変化してよく、好適な残基は、当業者によって選択され得る。
本発明の一実施形態において、ペグ化が修飾として用いられ、この場合、修飾のための残基がシステインで置換されてよく、または、システイン残基が好適な位置に挿入されてよい。
本発明の一実施形態において、Bドメインの782位置のイソロイシン残基が修飾され、具体的にはペグ化され、該残基はペグ化のためにシステイン残基で置換される。
ペグ化反応は、既知の方法を用いて実行することができる。例えば、遊離のシステインをマスキングするために使用されたシステインまたはグルタチオンは、ペグ化反応の前に除去され、導入されたシステインの遊離のチオールが回復される。上記のプロセスは、TCEP、DTT、βメルカプトエタノール、システイン、およびグルタチオン(還元型)などの還元剤で処理するステップ、および、還元により切断されたFVIII本来のジスルフィド結合を回復させる酸化ステップを含むことができる。修飾のためにシステインで置換されたタンパク質の発現は、当業界で既知の方法を用いて行うことができる。例えば、ペグ化されたタンパク質の場合、発現の間または細胞外への排出後に、導入された遊離のシステインが、チオールを含む低分子物質であるシステインまたはグルタチオンとジスルフィド結合を形成するために、遊離のシステインをマスキングして、ペグ化まで安定化させることにより、ペグ化効率を上昇させることが必要である。
本発明のキメラタンパク質は、vWFのD’D3ドメインを含む。
vWF(F8vWFとしても知られる)は血液中に存在する大きな多量体糖タンパク質であり、血管内皮、バイベル・パラーデ小体、巨核球(血小板のα顆粒)、および内皮下結合組織で産生される。基本的なvWF単量体は、2813個のアミノ酸から構成され(シグナルペプチドを含む)、全ての単量体は、特定の機能を有する多くの特定のドメインを含有している。すなわち、D’/D3ドメイン(第VIII因子に結合する)、A1ドメイン(血小板糖タンパク質Ib受容体、ヘパリン、および/またはおそらくコラーゲンに結合する)、A3ドメイン(コラーゲンに結合する)、C1ドメイン(活性化されると、その中のRGDドメインが血小板インテグリンαIIβ3に結合する)、および該タンパク質のC末端にある「システインノット」ドメインである。システインノットはまた、血小板由来増殖因子(PDGF)、トランスフォーミング増殖因子β(TGF−β)およびβ−ヒト絨毛性ゴナドトロピン(HCG)において見られる。
vWFアミノ酸配列、およびvWFまたはその一部をコードする核酸配列の非限定的な例には、開示された、GenBank番号:NP_000543,NM_000552、AAE20723、AAB59512、P04275、EAW88815、ACP57027、EAW88816、およびAAD04919;米国特許第5,260,274号; Titani et al., Biochemistry, 25: 3171-84 (1986);および Sadler et al., PNAS, 82: 6391-6398 (1985)が含まれ得る。
例えば、完全長のヒトvWFのアミノ酸配列は、配列番号2により表される(シグナルペプチドは含まない)。配列番号2に基づき、vWFの「プロペプチド」部分(D1−D2)は、アミノ酸残基1〜Arg741から構成され、「成熟」vWFタンパク質は、アミノ酸残基742〜2791から構成される。それぞれのドメインは、D’:742−842;D3:843−1248;A1:1249−1457;A2:1458−1650;A3:1651−1850;D4:1851−2232;C1:2233−2311;C2:2312−2380;C3:2407−2474;C4:2475−2555;C5:2556−2644;C6:2625−2700およびCK:2701−2791として表すことができる(Lenting. P. J. BLOOD, 26 MARCH 2015. VOLUME 125, NUMBER 13)。あるいは、別のvWFドメインマッピングおよび命名システムとしてのEXPASYタンパク質データベース命名法(worldwideweb.uniprot.org/uniprot/P04275)により、それぞれのドメインは、D1:12−218;D2:365−576;D’:754−805;D3:844−1052;A1:1255−1431;A2:1476−1643;A3:1669−1849;D4:1927−2131;B:2233−2306(EXPASYではC1と命名);C1:2407−2473(EXPASYではC2と命名);C2:2558−2623(EXPASYではC3と命名);およびCK:2701−2790として表すことができる。
本発明のキメラタンパク質に含まれるvWFのD’D3ドメインは、本発明の組換え型FVIIIが内在性vWF(完全長vWF)に結合するのを阻害するためにFVIIIと融合される。
本発明のキメラタンパク質に含まれるvWFのD’D3ドメインは、その活性を保持する限り、様々な長さまたは起源のvWFのD’D3ドメインであってよく、その変異体、誘導体、バリアント、複合体または類似体を含む。
一実施形態において、本発明のキメラタンパク質に含まれるvWFのD’D3ドメインは、アミノ酸742〜1248から構成されるか、または、それに少なくとも60%、70%、80%、85%、90%、95%%、96%、97%、98%、99%または100%の相同性を有し、内在性vWFが本発明の組換え型FVIIIに結合するのを妨げる。
上述のように、本発明のキメラタンパク質は、1つのポリペプチドとしてFVIIIの軽鎖および重鎖を発現する一本鎖ポリペプチドとして、または、別々のポリペプチドとして軽鎖および重鎖のそれぞれを発現する二本鎖ポリペプチドとして、例示され得る。
図2Aに関して、本発明のキメラタンパク質が一本鎖または一本鎖ポリペプチドとして例示される場合、vWFのD’D3ドメインは、FVIIIのN末端方向またはC末端方向に位置してよく、および、体内でD’D3を分離するための酵素切断部位を含むアミノ酸リンカーによって連結されてよい。
一実施形態において、本発明のキメラタンパク質に含まれるFVIIIおよびD’D3ドメインは、[GS](Gはグリシン、Sはセリン、およびnは1〜100の間の整数である)のアミノ酸配列により表されるリンカーによって連結されてよく、リンカーは酵素切断部位を含む。リンカーは、D’D3およびFVIIIをつなぎ、D’D3がFVIIIのvWF結合部位に正確に結合するための柔軟性を提供する機能を有する。具体的には、D’D3がFVIIIに融合できる位置は、FVIII重鎖のN末端またはC末端、または、FVIII軽鎖のN末端またはC末端である。D’D3ドメインのN末端に対応するD’ドメインがFVIIIのA3ドメイン部分に結合し、D3ドメインがFVIIIのC2ドメイン部分に結合することを考慮すると、D’D3がFVIII軽鎖のC末端に融合している場合に、D’ドメインとFVIIIのA3ドメインとの間の距離が最大であることが決定された。従って、D’D3がFVIIIに融合される際、D’D3がFVIIIに適切に結合することを可能にするために柔軟性のあるリンカーを選択した。以前に報告されたFVIIIの結晶構造に基づいて、C2ドメインのC末端からA3ドメインのN末端までの直線距離を測定し、その距離をアミノ酸の数に変換することによってリンカーの長さを選択した。したがって、リンカーの長さが上記の直線距離より短い場合、D’ドメインはFVIIIのA3ドメインに達することができず、よって、リンカーの長さが短すぎる場合、D’D3はFVIII結合部位に正確に結合することができない。ゆえに、上記条件を満たす十分な長さを有するリンカーが必要とされる。リンカーの最適な長さは、D’D3が融合している場所に応じて異なり得る。上記の機能を有する限り、様々な長さのリンカーを使用することができる。一実施形態において、nは少なくともである。別の実施形態において、式中のnは4、6、8、10、16、21、22または58であり得る。
さらに、リンカーは酵素切断部位を含有するため、リンカーはまた、FVIIIが活性化された場合に、vWFのD’D3、または、vWFのD’D3およびリンカーを、FVIIIから切り離す機能も有している。
本発明のリンカーに含まれる酵素切断部位は、リンカーのN末端またはC末端方向に連結されてよい。
本発明の一実施形態において、酵素切断部位は、トロンビンにより切断できる部位であり、DFLAEGGGVR(配列番号36)、TTKIKPR(配列番号37)、またはLVPRGS(配列番号38)で表され得る。この場合、本発明のキメラタンパク質は、トロンビンにより体内で切断されFVIIIaとして活性化され、活性化第IX因子(FIXa)と共に第X因子を活性化して活性化第X因子(FXa)に変換させる。
また、本発明のリンカーに含まれ得る酵素切断部位は、トロンビンと同様に、血液凝固カスケード中のFVIIa、FXa、またはFXIaにより切断され得る部位を含み、ASKPQGRIVGG(配列番号39)、IDGR(配列番号40)、IEGR(配列番号41)、またはSKLTRAETVF(配列番号42)によって表され得る。
本発明の一実施形態において、酵素切断部位は、リンカーのN末端方向に含まれ、該部位がトロンビンなどの酵素により切断される場合、リンカーおよびD’D3ドメインがFVIIIから分離される。
本発明の別の実施形態によれば、酵素切断部位は、リンカーのC末端方向に含まれ、該部位がトロンビンにより切断される場合、リンカーおよびD’D3ドメインがFVIIIから分離される。
図2Bを参照すると、上述の通り、本発明のキメラタンパク質は、重鎖および軽鎖のそれぞれが別々のポリペプチドとして発現される、すなわち、重鎖および軽鎖が第1および第2のポリペプチドの2つのポリペプチドとして発現される、二本鎖の形態で例示される。ここで、軽鎖および重鎖は、金属イオン媒介非共有結合により結合され得る。
本発明のキメラタンパク質が二本鎖として例示される場合、第1のポリペプチドは、FVIIIの重鎖のA1、A2ドメイン、およびBドメインの全部または一部を含み、第2のポリペプチドは、FVIIIの軽鎖のA3、C1、C2ドメインおよび/またはBドメインの一部を含む。
本発明のタンパク質が二本鎖として例示される場合、第1のポリペプチドに含まれるBドメインに関する上記および下記の記載を参照することができる。
本発明のタンパク質が二本鎖として例示される場合、第2のポリペプチドがBドメインを含有していなくてよく、または、Bドメインの一部が用いられてもよい。後者の場合、例えば、BドメインのC末端残基からN末端方向に86残基が含まれる。第2のポリペプチドによって発現されるBドメインの一部は、細胞外に分泌される際に、切断される。
本発明のキメラタンパク質が二本鎖として例示される場合、vWFのD’D3ドメインは、第1のポリペプチドのC末端方向に連結している。ここで、Bドメインは、一種のリンカーとして作用することができる。本発明のタンパク質が二本鎖として例示される場合、タンパク質が一本鎖で発現される場合と比較して、同一の長さの、またはより長いBドメインが用いられ得る。
本発明の一実施形態において、一本鎖には、配列番号1の配列に基づく残基741〜902および1654〜1689のBドメインが用いられ、二本鎖には、配列番号1に基づく196残基長の残基741〜936のBドメインが用いられる。二本鎖の形態で発現される場合、D’ドメインは、融合するタンパク質間の構造的により自然な連結を目的として、Bドメインに連結され得るが、この理論に限定されるものではない。具体的には、一実施形態において、本発明に用いられる196残基長のBドメインのC末端のアミノ酸残基配列は、−SGGPLSLSである。D’ドメインのN末端のアミノ酸配列は、SLSCRPPMVKLVCPA−で始まる。従って、196残基長のBドメインは、上記に示したSLSの3つのアミノ酸残基に重複するよう用いた。196個の残基長のBドメインは、−SGGPLSLSに存在するSGGPL残基までを含めて計算された。
本発明のキメラタンパク質は、1つ以上のvWFのD’D3を含んでよい。
D’D3はvWFのN末端に位置する2つのドメインであり、D3ドメインは実際にD3ドメインを介して別の分子のvWFと二量体を形成する。従って、D’D3は、本発明において、単量体の形態または二量体の形態で、FVIIIに融合し得る。
複数のvWFのD’D3、例えば、2つのvWFのD’D3が含まれる場合、それらは、FVIIIに連結された第1のD’D3および第1のD’D3に連結された第2のD’D3として例示され得る。
複数のvWFのD’D3が含まれる場合、第1および第2のD’D3は、リンカーで連結されてよく、または、第2のD’D3が、別で発現されて、キメラタンパク質と複合体を形成してもよい。例えば、第1および第2のD’D3が、scFVIII/D’D3/D’D3−120キメラタンパク質のように、リンカーを用いて連結される場合、リンカーに関する前述の記述を参照することができるが、酵素切断部位は含まない。
また、D’D3が二量体の形態で用いられる場合、D’D3はD3ドメインにおいてS−S結合により二量体を形成することができる。複数のD’D3が二本鎖のように、別々のベクターで発現される場合、例えば、FVIII−D’D3のDNAとD’D3のDNAとを1つの細胞内で同時に発現させてD’D3間に二量体を形成させ、細胞外に分泌されてよく、その後単離および精製後に、使用されてよい。
さらに、本発明のキメラタンパク質は、1つ以上のFcタンパク質を含んでよい。さらにFcが、D’D3を有するFVIIIと融合すると、D’D3によって血中のvWFの結合を阻害する効果に加えて、FVIIIによるFcRnの再利用による半減期の延長の効果が期待できる。一実施形態において、具体的には、約50kDaのFcが融合し、Fcによる立体障害が、血中のvWFがFVIIIに結合することをより困難にし得る。
従って、本発明の目的を達成する限り、様々な長さまたは起源のFcを含むことができる。本発明の一実施形態において、配列番号22により表されるFc、またはヒトIgG由来のFcが用いられる。
本発明のキメラタンパク質が一本鎖として例示される場合、FcはvWFのD’D3に連結され得る。ここで、それらはリンカーを用いて連結され得、また、リンカーに関する前述の記述を参照することができるが、酵素切断部位は含まない。
本発明のキメラタンパク質が二本鎖として例示される場合、Fcは、重鎖の一部として表されるvWFのD’D3および/または軽鎖のC末端方向に連結されてよい。ここで、それらはリンカーを用いて連結され得る。リンカーに関する前述の記述を参照することができる。具体的には、軽鎖と連結される場合、酵素切断部位を含むが、D’D3と連結される場合、酵素切断部位を含まない。
2つ以上のFcが、本発明のキメラタンパク質に含まれ得る。
複数のFc、例えば、2つのFcが含まれる場合、一実施形態において、それらは、キメラFVIIIに連結された第1のFc、および第1のFcに連結された第2のFcとして例示され得る。別の実施形態において、第1のFcは二本鎖として発現されたキメラFVIIIの重鎖に連結されてよく、および、第2のFcは軽鎖に連結されてよく(あるいはその逆でもよく)、この場合、当該複数のFcの間に二量体などの複合体が形成され得る。
複数のFcが含まれる場合、第1および第2のFcは、リンカーにより連結されてよく、または、第2のFc領域は、1つの細胞内で別のベクターに発現させてFc間に二量体を形成させてよく、その後単離および精製後に、使用されてよい。
上述の通り、本発明のキメラタンパク質は、一本鎖または二本鎖として例示されてよい。
一実施形態において、本発明の一本鎖中のキメラタンパク質は、配列番号6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、または25で表され得る。
一実施形態において、本発明の二本鎖中のキメラタンパク質は、配列番号4および5(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号23および24(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号26および27(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号28および29(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号30および31(それぞれ、重鎖および軽鎖)、配列番号32、および33(それぞれ、重鎖および軽鎖)、または配列番号34および35(それぞれ、重鎖および軽鎖)により表すことができる。該タンパク質は、別々のD’D3および/またはFcと複合体を形成してよく、一実施形態において、配列番号28および29(それぞれ、重鎖および軽鎖)、または配列番号32および33(それぞれ、重鎖および軽鎖)のキメラタンパク質は、少なくとも1つの配列番号22により表されるFcと複合体を形成してよい。
上述の配列番号4〜35により表されるアミノ酸配列にはまた、これらに対して90%以上の相同性を有するタンパク質、または、実質的に同一の配列もまた含まれる。
これらの実質的同一性または相同性は、当業界で既知の配列比較法を用いて決定することができる。本明細書に開示された配列および他の任意の配列がそれらの間の最大の一致でアラインメントされ、かつアラインメントされた配列が当業界で一般的に使用されるアルゴリズムを使用して分析される場合、実質的に同一の配列とは、好ましくは少なくとも80%の相同性、具体的には85%以上、より具体的には90%以上の相同性、さらにより具体的には95%以上の相同性を示す配列を指す。配列比較のためのアラインメント法は、当業界で周知である。例えば、Smith and Waterman, Adv. Appl. Math. (1981) 2:482; Needleman and Wunsch, J. Mol. Bio. (1970) 48:443; Pearson and Lipman, Methods in Mol. Biol. (1988) 24: 307-31; Higgins and Sharp, Gene (1988) 73:237-44; Higgins and Sharp, CABIOS (1989) 5:151-3; Corpet et al., Nuc. Acids Res. (1988) 16:10881-90; Huang et al., Comp. Appl. BioSci. (1992) 8:155-65 および Pearson et al., Meth. Mol. Biol. (1994) 24:307-31に開示されている。NCBI Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)(Altschul et al., J. MoI. Biol. 215: 403-10(1990))は、国立バイオテクノロジー情報センター(National Center for Biological Information)(NBCI, Bethesda, Md.)などから入手可能であり、blastp、blasm、blastx、tblastn、およびtblastxなどの配列分析プログラムと関連して使用される。これを用いた配列相同性比較法が、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BI-AST/blast help.htmlで利用可能である。
本発明のキメラタンパク質は、野生型FVIIIと比較して、少なくとも1.5倍、少なくとも2倍、および少なくとも3倍延長された半減期を有する。半減期を測定する方法は開示されており、当業者であれば、本発明の記載、当業界の技術、および当業界の参考文献の記載を考慮して、半減期および活性を測定するための適切な方法を選択することができるであろうし、その後、測定結果に基づき本発明の範囲に含まれるキメラタンパク質を決定することができるであろう。
別の実施形態において、本発明はまた、本発明に開示されるキメラタンパク質をコードする核酸分子またはポリヌクレオチド、該ポリヌクレオチドを含むベクター、または該ベクターで形質転換された細胞(株)に関する。
本発明の核酸分子は、本発明のキメラタンパク質が発現される細胞のタイプに対してコドン最適化されているものを含む。本発明の一実施形態において、核酸配列は、CHOのコドンに最適化され、該核酸配列は、配列番号58、59、60、62、63、64、65、または66の配列により表され得る。
本発明のキメラタンパク質をコードする核酸分子はまた、上述のように、実質的に同一のFVIII、および、生物学的に同等のFVIIIをコードする核酸分子を含む。
また、本発明のキメラタンパク質をコードする核酸分子は、様々な目的のために、様々な発現ベクターにクローニングすることにより、用いられてよい。発現ベクターの特定の組成物は、本発明のキメラタンパク質が発現される宿主細胞に応じて異なってよい。しかしながら、発現ベクターの特定の組成物は、本発明の核酸分子のmRNAへの発現またはmRNAのタンパク質への発現を調節する配列、例えば、プロモーターおよび/またはエンハンサーなどを含む。上記目的または様々な他の目的のために用いられ得る様々なベクターおよび調節配列は、当業界で既知であり、本発明の特定の目的および効果に照らして当業者により適切に選択され得、これらのベクターおよび配列には、例えば、本発明の実施例および図面に開示されたものが含まれ得るが、これらに限定されない。
本発明のキメラタンパク質をコードする核酸分子を含むベクターは、当業界で既知の方法により調製されてよく、例えば、本発明のキメラタンパク質をコードする核酸分子を、プロモーターおよび/またはエンハンサーに作動可能に連結することにより調製されてよい。一実施形態において、本発明のキメラタンパク質をコードする核酸分子は、細胞内で外来遺伝子を発現することができる組換え発現ベクターに挿入され、これらのベクターの例には、pMSGneoおよびpcDNA3.1(+)などの一般的なタンパク質発現ベクターが含まれるが、これらに限定されない。pMSGneoベクターは、核マトリックスに結合するMAR(マトリックス付着領域)エレメントを含む発現ベクターであり、MARエレメントは、発現ベクターで使用される場合、位置非依存性発現を誘導することによって遺伝子発現を増強する役割を果たす。従って、pMSGneoベクターが用いられる場合、安定かつ高い発現レベルを達成することができる。さらに、pcDNA3.1(+)ベクターは強力なCMVプロモーターを含有するため、タンパク質発現に広く用いられている。本発明の一実施形態において、図3に示したベクターが用いられる。本発明のキメラタンパク質は、上述の一本鎖ポリペプチドまたは2つのポリペプチドとして発現されることができる。
さらに、本発明のキメラタンパク質をコードする核酸分子を含む組換え発現ベクターは、様々な目的のために、好適な宿主細胞にトランスフェクトされてよい。宿主細胞は、本発明のベクターを増幅することができ、および/または、該ベクターに含まれる核酸分子を発現することができる原核細胞および真核細胞の両方を含む。上記目的のために用いられ得る様々な細胞は、当業界で既知であり、当業者であれば、本発明の特定の目的および効果を考慮して、適切な細胞を選択することができるであろうし、これらの細胞は、本発明の実施例および図面に記載される細胞を含むが、これらに限定されない。例えば、大腸菌(E.coli)、哺乳動物細胞、酵母、植物細胞、および昆虫細胞が含まれ得る。本発明の一実施形態において、真核細胞、特に哺乳動物細胞株が、組換え型FVIIIの発現に用いられる。当業者であれば、本発明の組換え型FVIIIの特性を考慮して、これらの特性をもったタンパク質を発現できる適切な細胞株を選択できるであろうし、例えば、当業界で既知のCHO、BHK、COS7 HEK細胞株などがこれらの哺乳動物細胞株として用いられてよく、好ましくはCHO細胞株(具体的にはCHO−S細胞株もしくはCHO−K1細胞株もしくはCHO−DG44細胞株)またはHEK細胞株(具体的にはHEK293細胞株)が用いられてよいが、本発明はこれらに限定されない。
本発明のベクターは、発現のために上記宿主細胞に導入される。ベクターをこれらの宿主細胞に導入する方法は当業界で既知であり、当業界で既知の方法によって実行されてよく、硫酸カルシウム沈殿、ショットガン法、リポソームを用いる方法、ナノ粒子法、またはエレクトロポレーションなどの方法などが含まれるが、これらに限定されない。
別の局面では、本発明はまた、上述の本発明のベクターを真核細胞にトランスフェクトすること;培養液中で該細胞を培養すること;該培養液を回収してシステイン導入キメラタンパク質を精製すること;および精製されたシステイン導入タンパク質をペグ化バッファー液で処理すること;還元プロセスを介して導入されたシステインの遊離のチオール基を回復させること;得られたものを酸化して還元プロセスで分離したキメラタンパク質のジスルフィド結合を回復させること;具体的には、還元チオール基で回復されたキメラタンパク質上のシステインをペグ化して、ペグ化されたキメラタンパク質を単離することを含む、キメラタンパク質を産生する方法に関する。
本発明の方法で用いられる特定のベクター、細胞、および処理ステップに関して、本明細書の実施例に記載されるものを参照することができる。
本発明のキメラタンパク質は、血液凝固を必要する疾病、血友病、具体的には血友病Aを患う患者の血液凝固に有用であることができ、または、血友病Aの治療に有用であることができる。
別の実施形態において、本発明はまた、治療的有効量で、上述の本発明のキメラタンパク質、これをコードする核酸分子、該核酸分子を含むベクター、または該核酸分子もしくはベクターを含む細胞、または、上記成分に加えて医薬的に許容される担体を含有する医薬組成物を、血液凝固を必要とする疾病、すなわち血友病、具体的には血友病Aを患う患者に投与することを含む、血友病、具体的には血友病Aを治療するための方法、または、血液凝固のための方法を提供する。
本発明のキメラタンパク質、それをコードする核酸分子、該核酸分子を含むベクターは、血友病、具体的には血友病Aを治療するための上記成分に加えて、医薬的に許容される担体を含有する医薬組成物の形態で提供され得る。
さらに、本発明の医薬組成物は、単独で、または他の薬物療法と組み合わせて、および、生体応答修飾物質を使用する方法と組み合わせて、使用することができる。
上述の有効成分に加えて、本発明の組成物は、少なくとも1つの医薬的に許容される担体または薬理的に許容される担体をさらに含むことにより、調製されてよい。
本明細書で用いられる「担体」という用語は、使用される用量および濃度でそれに曝露された細胞または哺乳動物に対して無毒である、医薬的に許容される担体、賦形剤、または安定化剤を意味することを意図している。これらの担体の例には、生理食塩水、リンゲル液、緩衝生理食塩水、リン酸、クエン酸および他の有機酸などの緩衝剤、アスコルビン酸などの抗酸化剤、低分子量の(約10アミノ酸より小さい)ポリペプチド、血清アルブミン、ゼラチン、または免疫グロブリンなどのタンパク質;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー、グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニンまたはリシンなどのアミノ酸、単糖、二糖、およびグルコース、マンノースまたはデキストリンなどの糖、EDTAなどのキレート剤、マンニトールまたはソルビトールなどの糖アルコール、ナトリウムなどの塩形成のための対イオン、および/またはTween、ポリエチレングリコール(PEG)およびプルロニック(PLURONICS(登録商標))などの非イオン性界面活性剤が含まれる。
所望であれば、組成物はさらに、抗酸化剤、緩衝剤、抗菌剤などの当業界で既知の他の添加剤を含んでよい。本組成物は、希釈剤、分散剤、界面活性剤、結合剤および滑沢剤を添加することによって、溶液、懸濁液、エマルジョンなどの注射用製剤に製剤化されてよい。さらに、組成物は、好ましくは、当業界における、またはRemington’ s Pharmaceutical Science(最新版;Mack Publishing Company, Easton PA)に開示された適切な方法を用いて、疾病または成分に応じて製剤化され得る。
本発明の組成物は、好ましくは、所望の方法に従い、非経口的(例えば、静脈内、皮下、腹腔内)に投与される。投与量は、患者の病状および体重、疾病の程度、薬剤タイプ、投与経路および投与時間に応じて異なるが、当業者であれば適切に選択することができる。
本発明の組成物は、治療的有効量で投与される。本発明において、「治療的有効量」とは、薬物療法に適用可能な妥当なリスク/ベネフィット比(benefit/risk ratio)で疾病を治療するのに十分な量を指す。有効な用量のレベルは、患者の疾病のタイプ、重症度、薬剤の活性、薬剤への感受性、投与時間,投与経路、排出率、治療期間、同時に使用される薬剤、および医薬分野で周知の他の要因に応じて決定されてよい。本発明の組成物は、単一治療薬として投与されてよく、あるいは、他の治療薬と組み合わせて投与されてよい。また、本発明の組成物は、従来の治療薬と共に、連続してまたは同時に投与されてよく、および、該組成物は、単回投与または複数回投与に用いられてよい。上述のすべての要因を考慮して、副作用なしに最大の効果をもたらすことができる最小量用量で組成物を投与することが重要であり、その用量は当業者であれば容易に決定し得る。
本明細書で用いられる場合、用語「治療」は、本発明の組成物の投与によって有益な方法で疾病の症候を改善または変化させる任意の行為を指す。本発明の方法が用いられる対象は、ヒトを含む霊長類であってよいが、これらに限定されない。
本発明の組換え型キメラタンパク質は、血友病を患う対象、または血液凝固を必要とする対象に、治療的有効量で、そのまま、または上述の組成物の形態で投与されてよく、および、血液凝固方法または血友病を治療するための方法の形態で提供されてよく、前述の記述を参照することができる。
以下、本発明を実施例により、詳細に説明する。以下の実施例は、その範囲を限定することなく本発明をさらに例示することを意図している。
本発明の形態
実施例1.キメラFVIIIの構築
実施例1−1.scFVIII(一本鎖FVIII)の調製
一本鎖の形態で発現されるFVIIIの構築のために、フューリン切断部位、残基1648(完全長FVIIIアミノ酸配列を表す配列番号1のアミノ酸配列に基づく)を含むBドメインの一部が欠失したFVIIIを構築した。構築された各scFVIIIを、BドメインのN末端(配列番号1の741番目のアミノ酸残基)から数えて特定の長さのBドメインを含み、含まれるBドメインが、元々存在する糖鎖をそのまま含有するように構築し、該Bドメインに位置する782番目のイソロイシン残基を、部位特異的ペグ化のためにシステインで修飾した。
調製方法は以下の通りである。
表1に示した欠失を有するBドメインを含む各scFVIIIを、ヒトFVIII核酸配列(NM000132)に基づいて合成した。scFVIII遺伝子発現ベクターを調製するために、ヒトFVIII核酸配列(NM000132)に基づき、5’末端にPacI−XhoI酵素切断部位を、3’末端にPacI−XhoI酵素切断部位を含むように、GeneArtにより、CSL形態(リーダー−重鎖−Bドメイン(741−764、1653−1689)−軽鎖)の遺伝子全体を合成した。合成した遺伝子を、pcDSWベクターのNotI/XhoI部位にクローニングすることにより、pcDSW−CSL発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さを、AsisI/PacI酵素を用いて切断したバンドのサイズ比較により確認した。続いて、Bドメインが欠失した各scFVIIIを、FVIII重鎖のA2ドメインに存在するBamHI部位(GGATCC)から、軽鎖の3’末端のPacl酵素切断部位までの配列を含むように、GeneArtにより合成した。続いて、既存のFVIIIの領域を、予め調製したpcDSW−CSL発現ベクターから、酵素BamHI/PacIを用いて除去し、合成した遺伝子をBamHI/PacI酵素で切断して、pcDSW−CSL発現ベクターのBamHI/PacI部位にクローニングし、pcDSW−scFVIII発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さを、BamHI/PacI酵素で切断後に、サイズ比較により確認した。
Figure 0006877469
システインが導入されたscFVIII G4(B3、配列番号3)については、システイン置換部位およびFVIII重鎖A2ドメインのBamHI部位(GGATCC)から、軽鎖の3’末端のPacl酵素切断部位までの配列を含むように、GeneArtにより該遺伝子を合成した。続いて、既存のFVIII領域を、予め調製した発現ベクターpcDSW−scFVIII G4から、酵素BamHI/PacIを用いて除去し、合成した遺伝子をBamHI/PacI部位にクローニングし、システインが置換されたpcDSW−scFVIII G4(B3)発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さは配列解析により確認した。
実施例1−2.dcFVIII(二本鎖FVIII)の調製
D’D3を含有する二量体の形態で発現されたFVIIIを構築するために、D’D3を含有する重鎖と、軽鎖とを、1つの細胞で、異なるベクターを用いて発現させた。D’D3を含有する重鎖は、実施例1−1で用いられるB3に対応するBドメインを含有し、軽鎖は、韓国特許番号第251286号に記載の軽鎖を発現するベクターを参照して産生した。
実施例1−3.キメラFVIIIの調製
キメラFVIIIを、実施例1−1および1−2で調製した一本鎖FVIIIおよび二量体FVIIIに基づき、1つまたは2つのD’D3と融合させ、リンカーを、融合したD’D3のFVIIIへの有効な結合のために用いた。リンカーのために、FVIIIのBドメインの一部または[GS]を用いた。また、いくつかのキメラFVIIIは、上述の組成物に加えてFcを含有した(図2および図3、および表2)。
Figure 0006877469

Figure 0006877469

Figure 0006877469
キメラFVIIIのクローニングを、特許実施例1−1に記載のscFVIII G4(B3)を用いて実行した。配列番号4のFVIII重鎖については、FVIIIのA2ドメインに存在するKpnI酵素切断部位から、3’末端のPacI酵素切断部位の配列を含むように、GeneArtにより遺伝子を合成した。続いて、既存のFVIII領域を、scFVIII G4(B3)発現ベクターpcDSW−scFVIII G4(B3)から、酵素KpnI/PacIを用いて除去し、合成した遺伝子をKpnI/PacI部位にクローニングし、配列番号4の重鎖に対応する発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さは酵素切断による長さ解析により確認した。配列番号5の軽鎖については、5’末端のAsisリーダー配列から、FVIII軽鎖C1ドメインに存在するBspEI酵素切断部位までの配列を含むように、GeneArtにより遺伝子を合成した。続いて、既存のFVIII領域を、実施例1−1で調製したscFVIII G4(B3)発現ベクターpcDSW−scFVIII G4(B3)から、酵素AsiSI/BspEIを用いて除去し、合成した遺伝子をAsiSI/BspEI部位にクローニングし、配列番号5の軽鎖に対応する発現ベクターを構築した。ベクター構築の正確さは酵素切断による長さ解析により確認した。配列番号6、7、8、9、10、11、12、13、14、15および16の遺伝子を、FVIII軽鎖のC1ドメインに存在するBspEI酵素部位配列から、3’末端のPacI酵素切断部位までの配列を含むように、GeneArtにより合成した。続いて、既存のFVIII領域を、実施例1−1で調製したscFVIII G4(B3)発現ベクターpcDSW−scFVIII G4(B3)から、酵素BspEI/PacIを用いて除去し、合成した遺伝子をBspEI/PacI部位にクローニングし、配列番号6、7、8、9、10、11、12、13、14、15および16に対応するキメラFVIII発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さは酵素切断による長さ解析および配列解析により確認した。配列番号14と比較して、配列番号15で表されるペプチドは、リンカーにおけるトロンビン切断部位の位置において異なり、配列番号16で表されるペプチドは、トロンビン切断部位の位置、およびリンカーそのものの配列において異なり、これらをTH1およびTH2と名付けた。
配列番号17、18および21については、FVIII軽鎖C1ドメインのBspEI酵素部位から、3’末端のPacI酵素切断部位までの配列を含むように、Cosmogenetechにより、CHOコドン最適化および遺伝子合成を実施した。続いて、既存のFVIII領域を、実施例1−1で調製したscFVIII G4(B3)発現ベクターpcDSW−scFVIII G4(B3)から、酵素BspEI/PacIを用いて除去し、合成した遺伝子をBspEI/PacI部位にクローニングし、配列番号17、配列番号18および配列番号21に対応するキメラFVIII発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さは酵素切断による長さ解析により確認した。
配列番号19については、5’末端に付加されたNotI−AsiSI酵素切断部位から、FVIII重鎖A1ドメインに存在するAflII酵素切断部位までの配列を含むように、Cosmogenetechにより、CHOコドン最適化および遺伝子合成を実施した。続いて、既存のFVIII領域を、実施例1−1で調製したscFVIII G4(B3)発現ベクターpcDSW−scFVIII G4(B3)から、酵素AsiSI/AflIIを用いて除去し、合成した遺伝子をAsiSI/AflII部位にクローニングし、配列番号19に対応するキメラFVIII発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さは酵素切断による長さ解析により確認した。
配列番号20については、Cosmogenetechで合成した配列番号64で表される遺伝子を、酵素MfeI/XbaIを用いて既存の領域の遺伝子から除去し、配列番号63により表される合成遺伝子を、酵素MfeI/XbaIで処理してインサートを得、次いでこれをMfeI/XbaI部位への一次クローニングに供した。一次クローニングされた遺伝子を発現ベクターに導入するために、既存のFVIII領域を、以前に調製したscFVIII G4(B3)発現ベクターpcDSW−scFVIII G4(B3)から、酵素NotI/PacIを用いて除去し、一次クローニングされた遺伝子を酵素NotI/PacIで切断してインサートを切り出し、これを該発現ベクターのNotI/PacI部位にクローニングして配列番号20に対応する発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さは、酵素切断による長さ解析により確認した。
配列番号22については、5’末端のAsisIおよび3’末端のPacI 酵素切断部位を含むように、GeneArtにより遺伝子を合成した。続いて、既存のFVIII領域を、実施例1−1で調製したscFVIII G4(B3)発現ベクターpcDSW−scFVIII G4(B3)から、酵素AsisI/PacIを用いて除去し、合成した遺伝子をAsisI/PacI部位にクローニングし、配列番号22に対応する発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さは、酵素切断による長さ解析により確認した。
加えて、配列番号15については、CHO発現ベクターをさらに調製して、CHO形質転換細胞株を調製した。Biobasics Co.、GeneArt Co.およびGenscript Co.により、5’末端にAatII−AscI酵素切断部位を含み3’末端にBsiWI−PacI酵素切断部位を含むように、または、CHO発現に最適化するように、遺伝子を合成した。合成した遺伝子を、CHO発現ベクターpMSID2のAscI/PacI部位にクローニングして、配列番号15に対応するCHO発現ベクターを構築した。発現ベクター構築の正確さは酵素切断による長さ解析により確認した。
実施例2.キメラFVIIIの発現
実施例1で構築したキメラFVIIIを細胞で発現し、発現を示す細胞を細胞培養培地で培養した。発現のために、実施例1で構築した発現ベクターを、Expi293F(商標) Expression System Kit(Thermofisher Co., Catalog Number A14635)を用いて、Expi293F(商標)細胞に導入および移入した。トランスフェクション法および培養は30mLスケールで以下のように行い、実際の培養液量はタンパク質の必要量に応じて調整した。トランスフェクトの24時間前に、Expi293培養培地を用いて、予想される必要量に従って、2.0×10細胞/mLでExpi293F(商標)細胞を継代培養した。トランスフェクト当日に、細胞の数および細胞生存率を測定し、細胞生存率が95%以上の場合にトランスフェクトを実施した。Expi293培養培地を125mLフラスコに加えて7.5×10細胞の量を得、25.5mLに調整した。実施例1で構築した発現ベクター30μgをOpti−MEMと混合して、全量1.5mLとした。トランスフェクション試薬80μlをOpti−MEMと混合して、全量1.5mLとし、室温で5分間インキュベートした。5分後に、トランスフェクション試薬を含有するOpti−MEMを、DNA含有Opti−MEMに加えて、その後穏やかに混合した。20分〜30分間、反応を室温で実行した。3mLのDNA:トランスフェクション試薬混合物を、予め調製した125mLフラスコのExpi293F(商標)細胞に滴下して(全量:28.5mL)、5%CO振とう培養器中、37℃、125rpmでインキュベートした。16〜20時間後、それぞれ150μLおよび1.5mLの、エンハンサー1およびエンハンサー2をそこに加えて、細胞を、5%CO振とう培養器中、34℃、125rpmでインキュベートした。培養2日目に、全ての細胞を遠心分離して既存の培養培地を完全に取り除き、全ての細胞を30mLの新しい培養培地に分注して、5%CO振とう培養器中、34℃、125rpmでインキュベートした。導入3日目に、キメラFVIIIを発現した細胞を全て遠心分離し、培養液を回収した。培地の回収後に残っている細胞を、同じ容量の新しい培養培地に分注し、34℃で1日培養した。このプロセスを、培養5日目まで繰り返し、3日目、4日目、および5日目の培養液を回収し、システインを導入したキメラFVIIIの活性解析と精製を行った。上記と同様の方法により、CHO−DG44細胞においてFVIII発現を実施した。
さらに、CHO形質転換細胞株を調製して、キメラFVIIIを発現させた。トランスフェクトの24時間前に、必要量に従って、5〜6×10細胞/mLの量でCHO DG44細胞を、CDM4CHO培地(Hyclone,Catalog Number,SH30557.02)で継代培養した。トランスフェクト当日に、細胞を3mLの量で、1x10細胞/mLで、OptiPro培地(Thermo fisher,Catalog Number 12309−019)を用いて、125mLフラスコに分注した。実施例1で構築したCHO発現ベクター30μgをOptiProと混合して、全量1.5mLとした。得られた混合物を、90LのPEI MAX(1μg/μL)およびOptiProを用いて混合して、全量1.5mLとした。5分後に、PEI MAXを含有するOptiPro1.5mLを、DNAを含有するOptiPro1.5mLに加えて、その後室温で30分間、穏やかに混合した。3mLのDNA:PEI混合物を、予め調製したCHO DG44細胞に滴下した。該細胞を、5%CO振とう培養器中、37℃、140rpmで4時間インキュベートした。CDM4CHO培地24mLをそこに加えて、細胞を140rpmでインキュベートし、48時間後に細胞スクリーニングを実施した。
形質転換したCHO DG44細胞を、20nMのMTXを含有するCDM4CHO培養培地を用いて、5x10細胞/mlでT−175フラスコに懸濁し、50mlの容量を得、これを5%CO培養器中、37℃で7日間、静置培養に供した。細胞数が足りない場合は、全体の容量を減らして進めた。7日間の細胞スクリーニングの後、細胞数を数え、細胞を20nM MTXを含有する培養培地を用いて5x10細胞/mLで、125mLフラスコにて、5%CO振とう培養器中、37℃、140rpmで継代培養した。細胞を3〜4日の間隔で125mLフラスコにて継代培養し、細胞濃度が1×10 細胞/mL以上で生存率が90%以上であれば、スクリーニング完了と判断した。
キメラFVIIIの発現のために、CHO形質転換細胞株を3×10細胞/mLで播種し、5%CO振とう培養器中、37℃、140rpmでインキュベートした。培養4日目に、全ての細胞を遠心分離して既存の培養培地を完全に取り除き、全ての細胞を同じ容量の新しい培養培地に分注して、5%CO振とう培養器中、31℃、140rpmで1日間インキュベートした。培養培地の交換および培養プロセスを培養8日目まで繰り返し、6日目、7日目および8日目の培養液を回収して、キメラFVIIIの活性解析および精製を行った。
実施例3.キメラFVIII発現の確認
実施例3−1.キメラFVIII発現レベルの測定
広く用いられているFVIII活性の2つの測定試験法は、一段階法による凝固法(one−stage clotting method)および発色法(chromogenic method)である。それらのうち、キメラFVIII発現レベルを、発色法で測定した。発色法は、発色物質の発色の程度に基づいてFVIII活性を測定する方法であり、FIXa、FX、トロンビン、カルシウム、リン脂質およびFVIIIサンプルを混合し、FXaによる切断時に発色する発色基質を、FVIIIサンプルにより活性化されたFXaの量を測定するためにそこに添加する。
発色法の実験方法については、CHROMOGENIX Co.により発売されている発色アッセイキットをエンドポイント法として用い、製造者によって提供された試験方法を本試験に好適な方法に変更することによって試験を行った。サンプルを、1×希釈バッファーを用いて、標準範囲(0.25−1IU/mL)になるように希釈する。1×希釈バッファーを用いて、0、0.25、0.5、および1IU/mLの濃度で、キャリブレーション用血漿を調製した。調製したサンプル、および10μlのキャリブレーション用血漿を、790μLの1×希釈バッファーにより希釈して、希釈したサンプル50μlを96ウェルプレートに分注し、37℃で5分間静置させた。50μlのファクター試薬(factor reagent)を、自動分注ピペットを用いて各ウェルに分注し、その後37℃で2分間反応させた。50μの基質を各ウェルに分注し、その後発色のために37℃で2分間静置させた。発色を示すサンプルに、50μlの2%クエン酸を添加することにより、反応を停止させた。吸光度を405nmの波長で測定して線形検量線を描き、サンプルの吸光度を検量線に代入してサンプルの活性を測定した。
Figure 0006877469
D’D3と融合していないscFVIII−B3の測定された発現レベルは、1.6〜8.0IU/mLの範囲であった。D’D3と融合したキメラFVIIIの場合、一本鎖形態で発現された際に、その発現レベルがscFVIII−B3の発現レベルと類似していることがわかった。しかしながら、二量体として発現された際に、その発現レベルは0.1IU/mLであり、既存のscFVIII−B3の10倍以上低いことがわかった。測定結果を表3に示す。
実施例3−2.発現パターン解析
本発明で構築したキメラFVIIIを実施例4に従い精製した後、精製サンプルの発現パターンをウェスタンブロット解析により確認した。
培養液とLDSサンプルバッファーを3:1の比で混合し、混合サンプル30μLを4〜12%ビス−トリス(BT)ゲル上にロードし、150ボルトで約1時間泳動した。泳動が完了したゲルをニトロセルロース(NC)メンブレンに移し、ブロッキングバッファー(Thermo Scientific)中に1時間静置した。第VIII因子の重鎖を認識する一次抗体(GMA−012、Green Mountain Antibodies)、軽鎖を認識する一次抗体(ab41188、Abcam)およびD’D3を認識する一次抗体(96340、Abcam)を、TBSTバッファーで希釈することによって調製し、ブロッキングを完了したNCメンブレンと1時間反応させた。得られたNCメンブレンを、TBSTバッファーを用いて5分間隔で3回洗浄した。二次抗体(ヤギ抗マウスIgG−HRPコンジュゲート)をTBSTバッファーで希釈することによって調製し、10分間NCメンブレンと反応させた。得られたNCメンブレンを、TBSTバッファーを用いて5分間隔で5回洗浄した。NCメンブレンを発色させるためにECL Prime Western Blotting Detection Reagentを散布して、該メンブレンをHyperfilm ECL(GE Healthcare)に曝し、暗室中で発色させた。
その結果、一本鎖で発現しているキメラFVIIIは全て本発明の設計通りに発現しており、リンカーの長さによって発現パターンが変化していないことが確認された(図5)。
実施例4.キメラFVIII産生
キメラFVIIIの産生プロセスは、大きく5つのステップから成る。実施例2の培養に用いた培養液を用いて、精製を実施した。
第1のステップでは、GE社が精製用に開発したVIIISelect樹脂を用いて、培養培地からのキメラFVIIIの分離および精製のプロセスを実施した。VIIISelect樹脂をカラムに充填し、カラムを2%クエン酸で洗浄した。平衡バッファー(20mMヒスチジン、5mM CaCl、1M NaCl、0.02%tween(登録商標)80、pH7.0)を流して、カラムを平衡化した。5M NaClバッファーを最終濃度1M NaClになるまで培養液に添加し、次いでこれをpH7.0に滴定し、カラムにロードした。培養液をロードした後、UVがベースラインに下がるまで平衡バッファーを流して平衡化した。キメラFVIIIを、溶出バッファー(20mMヒスチジン、5mM CaCl、0.9Mアルギニン、45%プロピレングリコール、0.02%tween(登録商標)80、pH6.5)を流すことにより溶出した。
第2のステップでは、GE社製Qファーストフロー(Q fast flow)樹脂を用いて、第1のステップの溶出液中に混入しているプロピレングリコールを除去し、混入した不純物を除去するステップを実施した。Qファーストフロー樹脂をカラムに充填した後、洗浄バッファー(0.5M NaOH、1M NaCl)を流すことによってカラムを洗浄した。平衡バッファー(20mMヒスチジン、5mM CaCl、0.02%tween(登録商標)80、pH7.0)を流して平衡化した。VIIISelectプロセスの溶出液を、平衡バッファーによって10倍に希釈し、pH7.0に滴定した後、カラムにロードした。ロードした後、UVがベースラインに下がるまで平衡バッファーを流して平衡化した。キメラFVIIIを、溶出バッファー(20mMヒスチジン、5mM CaCl、500mM NaCl、0.02%tween(登録商標)80、pH7.0)を流すことにより溶出した。
第3のステップでは、精製したキメラFVIIIをPEGとコンジュゲートさせるプロセスを実施した。TCEPを精製したキメラFVIII溶液に最終濃度0.1mMになるまで添加し、4℃で1時間静置して挿入されたシステインを還元させた。ペグ化バッファー(20mMヒスチジン、5mM CaCl、200mM NaCl、0.02%tween(登録商標)80、pH7.0)で平衡化したPD−10カラム(GE healthcare)を用いて残留TCEPを除去した。4℃で2時間静置して、還元型キメラFVIII自体のジスルフィド結合を酸化させた。PEG対タンパク質の比が1:20となるように、DMSOに溶解したPEG溶液(50mg/mL)を添加することによってPEGコンジュゲートを実施し、次いで4℃で12〜16時間静置した。
第4のステップでは、ペグ化プロセス中に形成された不純物である、PEGを含まないキメラFVIIIおよび2つ以上のPEGを含むキメラFVIIIを除去するプロセスを、GE社のSuperdex 200樹脂を用いて実施した。予め充填されたSuperdex200カラムを平衡化バッファー(20mMヒスチジン、5mM CaCl 、200mM NaCl、0.02%tween(登録商標)80、pH7.0)を流すことによって平衡化した。サンプルループを使用して、ペグ化プロセスサンプルをカラムにロードした。ロード後、平衡バッファーを流してピークを回収し、適切な画分をプールするためにSDS−PAGEによる解析を実施した。
第5のステップでは、第4のステップでプールした、ペグ化されたキメラFVIIIを濃縮するプロセスを実施した。本プロセスでは、Millipore社製のAmicon 30kDaを使用してFVIIIを25IU/mLの濃度に濃縮した。
精製およびペグ化の程度を解析するために、本プロセスの中間サンプルおよび最終サンプルについてSDS−PAGEを実施した(図4および図6)。scFVIII/D’D3の場合、リンカー長が異なるサンプルの精製パターンがほぼ同様であることが確認された。第1のプロセスであるVIIISelectプロセスではほとんどのHCPが除去され、第2のプロセスであるQ FFプロセスでは単量体形態のscFVIII/D’D3のみが精製されたことがわかった。その後、ペグ化プロセスを行った後、サンプルを精製し、PEG−scFVIII/D’D3のみが精製されたことを確認した。
実施例5.キメラFVIII物質の比活性の確認
キメラFVIIIの比活性を確認するために、キメラFVIII活性を発色法により測定し、キメラFVIIIタンパク質の量をBSAを標準物質として用いるBCA法により測定した。比活性を、活性測定の結果をタンパク質の量で割ることによって測定した。結果を表4に示す。
Figure 0006877469
scFVIII/D’D3の場合、リンカーの長さを変えても比活性の値に有意差は見られず、本実施例で測定した比活性は他の組換え型FVIIIの比活性と同様であることが確認された。
実施例6.キメラFVIIIの、LRPまたはvWFへの結合親和性の測定
LRPまたはvWFに対するキメラFVIIIの結合親和性を、ELISA法により測定した。vWWF(HCVWF−0191、Haemtech、200μg/mL)またはLRP(#04−03、Biomac、260μg/mL)を96ウェルプレート上に1ウェルあたり100μLの量でコーティングし、室温で2時間静置させた。2時間インキュベートした後、PBSに0.1%Tween(登録商標)20を加えて作製した洗浄バッファーでウェルを洗浄した。ブロッキングは、PBSに1%BSAを加えて作製したブロッキングバッファー200μLを各ウェルに加えた後、室温で1時間インキュベートすることにより実施した。1時間インキュベートした後、PBSに0.1%Tween(登録商標)20を加えて作製した洗浄バッファーでウェルを洗浄した。ブロッキングバッファーを用いてFVIIIサンプルを適切な濃度に希釈し、1ウェルあたり100μLの量でウェルに添加し、室温で1時間インキュベートした。PBSに0.1%Tween(登録商標)20を添加した洗浄バッファーでウェルを洗浄した。抗第VIII因子ビオチン(SAF8C−APBIO、Affinity Biologicals、100μg/mL)をブロッキングバッファーを用いて1/2000に希釈し、1ウェルあたり100μLの量でウェルに添加し、室温で1時間静置した。PBSに0.1%Tween(登録商標)20を添加して作製した洗浄バッファーでウェルを洗浄した。
ストレプトアビジン−HRP(S2438、Sigma−Aldrich)をブロッキングバッファーを用いて1/3000に希釈し、1ウェルあたり100μLの量でウェルに添加し、室温で45分間インキュベートした。PBSに0.1%Tween(登録商標)20を添加して作製した洗浄バッファーでウェルを洗浄した。1ウェルあたり100μLの量のTMB基質(52−00−03、KPL)でウェルを処理した後、10分間インキュベートした。停止溶液(1N硫酸)をウェル当たり100μLの量でウェルに入れて反応を停止させ、490nmでの吸光度を測定した。
実験の結果、ADVATE(登録商標)と比較して、キメラFVIIIのLRPまたはvWFへの結合が有意に低下していることが確認された。さらに、キメラFVIIIがペグ化された場合には、LRPまたはvWFへの結合がさらに低下することが確認された(図7および8)。
実施例7.動物薬物動態(PK)試験:PEG−scFVIII/D’D3−120
体内でのペグ化されたキメラFVIIIの半減期を測定するために、血友病Aマウスモデル(HAマウス)を用いたPK試験を行った。HAマウスとして8週齢のマウス(20±2g)を使用し、投与前に体重測定に供して、その後グループ分けした(n=3/時点)。続いて、Advate(登録商標)(コントロール)およびペグ化されたキメラFVIII(本実施例ではPEG−scFVIII/D’D3−120を使用)を125IU/kgの用量で一回、静脈内投与した。ADVATE(登録商標)投与群では、投与後0、0.083、2、6、9、16、22、および30時間で、また、PEG−scFVIII/D’D3−120投与群では、投与後0、0.083、2、6、16、30、40、48、64、および72時間で、血液を200μlサンプリングすることにより、PK血液サンプルを回収した。サンプリング直後に、サンプルを抗凝固剤(クエン酸ナトリウム3.2%バッファー)と1:9の体積比で混合し、遠心分離して血漿を分離した。Advate(登録商標)およびPEG−scFVIII/D’D3−120の力価を発色法を用いて測定し、薬物動態パラメータをWinNonLinソフトウェア(バージョン6.4)の非コンパートメント(NCA)モデルを用いて計算した。PKアッセイの結果(図9)、測定したAdvate(登録商標)の半減期は約7.86時間であり、PEG−scFVIII/D’D3−120の半減期は26.12時間であり、これはAdvate(登録商標)の3.3倍であった。PEG−scFVIII/D’D3−120の平均滞留時間(MRT)も、Advate(登録商標)と比較して3.6倍増加した。さらに、PEG−scFVIII/D’D3−120の消失率(CL)はAdvate(登録商標)と比較して約2倍減少し、曲線下面積(AUC)は約2倍増加した。
Figure 0006877469
実際の予防療法では、血中のFVIII濃度が1%または3%以上に保たれているため、半減期の長い持続性FVIIIを使用することによって血中のFVIII濃度が1%または3%以下になる時点を遅らせることができ、これは投与頻度の減少に繋がる。これまでに開発された持続性FVIIIの場合、HAマウスにおける半減期は、コントロールと比較して2倍以下で延長された。これは、上述にようにFVIIIがvWFと強力に非共有結合した状態で血中を循環するため、FVIIIの半減期がvWFの半減期より長くならなかったことを示唆する。本発明で開発されたキメラFVIIIは血中でのvWFとの結合を阻害し、また、LRPによるキメラFVIIIのクリアランスも防ぐため、本発明で開発されたキメラFVIIIの半減期は比較すると2倍以上延長されたと考えられ、これは、これまでに開発された持続性FVIIIが達成できなかったレベルである。これは非常に意味のある結果と考えられている。
実施例8.動物PK試験:様々なサイズのPEGとコンジュゲートしたscFVIII/D’D3−120
実施例7と同様に、血友病A型マウスモデル(HAマウス)を用いたPK試験を実施した。HAマウスとして8週齢のマウス(20±2g)を使用し、投与前に体重測定に供して、その後グループ分けした(n=3/時点)。続いて、Advate(登録商標)、コントロール、およびペグ化されたキメラFVIIIを125IU/kgの用量で一回、静脈内投与した。本実施例では、異なるサイズのPEGとコンジュゲートしたscFVIII/D’D3−120を用いて、PK試験を行った。ADVATE(登録商標)投与群(コントロール)では、投与後0、0.083、2、6、9、16、22、および30時間で、また、試験群では、投与後0、0.083、2、6、16、30、40、48、64、72、および96時間で、血液を200μlサンプリングすることにより、PK血液サンプルを回収した。サンプリング直後に、サンプルを抗凝固剤(クエン酸ナトリウム3.2%バッファー)と1:9の体積比で混合し、遠心分離して血漿を分離した。Advate(登録商標)およびキメラFVIIIの力価を発色法を用いて測定し、薬物動態パラメータをWinNonLinソフトウェア(バージョン6.4)の非コンパートメント(NCA)モデルを用いて計算した。
PKアッセイの結果、Advate(登録商標)、40kDa PEG−scFVIII/D’D3−120、および60kDa PEG−scFVIII/D’D3−120の測定した半減期は、それぞれ、約7.88時間、約20.93時間、および約28.09時間であった。薬物動態プロファイルおよび薬物動態パラメータを、図10および表6に示す。
Figure 0006877469
実施例9:動物PK試験:PEG−scFVIII/D’D3−60およびFcと融合したscFVIII/D’D3−120へのPEGのコンジュゲート
血友病Aマウスモデル(HAマウス)を用いたPK試験を実施した。HAマウスとして8週齢のマウス(20±2g)を使用し、投与前に体重測定に供して、その後グループ分けした(n=3/時点)。続いて、Advate(登録商標)、コントロール、およびペグ化されたキメラFVIIIを125IU/kgの用量で一回、静脈内投与した。本実施例では、PEG−scFVIII/D’D3−60およびFcと融合したscFVIII/D’D3−120にPEGをコンジュゲートさせることにより得られた物質を用いて、PK試験を行った。ADVATE(登録商標)投与群(コントロール)では、投与後0、0.083、2、6、9、16、22、および30時間で、また、試験群では、投与後0、0.083、2、6、16、30、40、48、64、72、および96時間で、血液を200μlサンプリングすることにより、血液サンプルを回収した。サンプリング直後に、サンプルを抗凝固剤(クエン酸ナトリウム3.2%バッファー)と1:9の体積比で混合し、遠心分離して血漿を分離した。Advate(登録商標)およびキメラFVIIIの力価を発色法を用いて測定し、薬物動態パラメータをWinNonLinソフトウェア(バージョン6.4)の非コンパートメント(NCA)モデルを用いて計算した。
PKアッセイの結果、Advate(登録商標)、PEG−scFVIII/D’D3−60、およびPEG−scFVIII/D’D3/Fc−120,Fcの測定した半減期は、それぞれ、約7.08時間、約16.53時間、および約18.89時間であった。薬物動態プロファイルおよび薬物動態パラメータを、図11および表7に示す。
Figure 0006877469
実施例10.動物PK試験:PEG−scFVIII/D’D3−300およびFVIIIが二量体形態のD’D3にC末端で融合しているscFVIII/D’D3−120へのPEGのコンジュゲート
血友病Aマウスモデル(HAマウス)を用いたPK試験を実施した。HAマウスとして8週齢のマウス(20±2g)を使用し、投与前に体重測定に供して、その後グループ分けした(n=3/時点)。続いて、Advate(登録商標)、コントロール、およびペグ化されたキメラFVIIIを125IU/kgの用量で一回、静脈内投与した。本実施例では、PEG−scFVIII/D’D3−300およびFVIIIが二量体形態のD’D3にC末端で融合しているscFVIII/D’D3−120にPEGをコンジュゲートさせることにより得られた物質を用いて、PK試験を行った。ADVATE(登録商標)投与群(コントロール)では、投与後0、0.083、2、6、9、16、22、および30時間で、また、試験群では、投与後0、0.083、2、6、16、30、40、48、64、72、および96時間で、血液を200μlサンプリングすることにより、PK血液サンプルを回収した。サンプリング直後に、サンプルを抗凝固剤(クエン酸ナトリウム3.2%バッファー)と1:9の体積比で混合し、遠心分離して血漿を分離した。Advate(登録商標)およびキメラFVIIIの力価を発色法を用いて測定し、薬物動態パラメータをWinNonLinソフトウェア(バージョン6.4)の非コンパートメント(NCA)モデルを用いて計算した。
PKアッセイの結果、Advate(登録商標)、PEG−scFVIII/D’D3−300、およびPEG−scFVIII/D’D3/D’D3−120の測定した半減期は、それぞれ、約9.02時間、約15.76時間、および約18.00時間であった。薬物動態プロファイルおよび薬物動態パラメータを、図12および表8に示す。
Figure 0006877469
実施例11.動物PK試験:PEG−scFVIII/D’D3−60、PEG−scFVIII/D’D3−120、およびPEG−scFVIII/D’D3−300
血友病Aマウスモデル(HAマウス)を用いたPK試験を実施した。HAマウスとして8週齢のマウス(20±2g)を使用し、投与前に体重測定に供して、その後グループ分けした(n=3/時点)。続いて、Advate(登録商標)、コントロール、およびペグ化されたキメラFVIIIを125IU/kgの用量で一回、静脈内投与した。本実施例では、EG−scFVIII/D’D3−60、PEG−scFVIII/D’D3−120およびPEG−scFVIII/D’D3−300を用いて、PK試験を行った。ADVATE(登録商標)投与群(コントロール)では、投与後0、0.083、2、6、9、16、22、および30時間で、また、試験群では、投与後0、0.083、2、6、16、30、40、48、64、72、および96時間で、血液を200μlサンプリングすることにより、血液サンプルを回収した。サンプリング直後に、サンプルを抗凝固剤(クエン酸ナトリウム3.2%バッファー)と1:9の体積比で混合し、遠心分離して血漿を分離した。Advate(登録商標)およびキメラFVIIIの力価を発色法を用いて測定し、薬物動態パラメータをWinNonLinソフトウェア(バージョン6.4)の非コンパートメント(NCA)モデルを用いて計算した。
PKアッセイの結果、Advate(登録商標)の測定した半減期は約6.99時間であり、PEG−scFVIII/D’D3−60、PEG−scFVIII/D’D3−120およびPEG−scFVIII/D’D3−300の測定した半減期は、それぞれ、約20.07、24.48、および17.13時間であった。薬物動態プロファイルおよび薬物動態パラメータを、図13および表9に示す。
Figure 0006877469
実施例12.動物PK試験:PEG−scFVIII/D’D3−120、PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、およびPEG−scFVIII/D’D3−120−TH2
血友病Aマウスモデル(HAマウス)を用いたPK試験を実施した。HAマウスとして8週齢のマウス(20±2g)を使用し、投与前に体重測定に供して、その後グループ分けした(n=3/時点)。続いて、Advate(登録商標)、コントロール、およびペグ化されたキメラFVIIIを125IU/kgの用量で一回、静脈内投与した。本実施例では、PEG−scFVIII/D’D3−120、PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、およびPEG−scFVIII/D’3−120−TH2を用いて、PK試験を行った。ADVATE(登録商標)投与群(コントロール)では、投与後0、0.083、2、6、9、16、22、および30時間で、また、試験群では、投与後0、0.083、2、6、16、30、40、48、64、72、および96時間で、血液を200μlサンプリングすることにより、血液サンプルを回収した。サンプリング直後に、サンプルを抗凝固剤(クエン酸ナトリウム3.2%バッファー)と1:9の体積比で混合し、遠心分離して血漿を分離した。Advate(登録商標)およびキメラFVIIIの力価を発色法を用いて測定し、薬物動態パラメータをWinNonLinソフトウェア(バージョン6.4)の非コンパートメント(NCA)モデルを用いて計算した。
PKアッセイの結果、Advate(登録商標)の測定した半減期は約6.26時間であり、PEG−scFVIII/D’D3−120、PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、およびPEG−scFVIII/D’3−120−TH2の測定した半減期は、それぞれ、約21.28、24.19、および25.28時間であった。薬物動態プロファイルおよび薬物動態パラメータを、図14および表10に示す。
Figure 0006877469
実施例13.動物PK試験:様々なサイズおよび形態のPEGとコンジュゲートしたscFVIII/D’D3−120−TH1
血友病Aマウスモデル(HAマウス)を用いたPK試験を実施した。HAマウスとして8週齢のマウス(20±2g)を使用し、投与前に体重測定に供して、その後グループ分けした(n=3/時点)。続いて、Advate(登録商標)、コントロール、およびペグ化されたキメラFVIIIを125IU/kgの用量で一回、静脈内投与した。本実施例では、様々なPEGをscFVIII/D’D3−120−TH1にコンジュゲートさせることにより得られた物質を用いて、PK試験を行った。ADVATE(登録商標)投与群(コントロール)では、投与後0、0.083、2、6、9、16、22、および30時間で、また、試験群では、投与後0、0.083、2、6、16、30、40、48、64、72、および96時間で、血液を200μlサンプリングすることにより、血液サンプルを回収した。サンプリング直後に、サンプルを抗凝固剤(クエン酸ナトリウム3.2%バッファー)と1:9の体積比で混合し、遠心分離して血漿を分離した。Advate(登録商標)およびキメラFVIIIの力価を発色法を用いて測定し、薬物動態パラメータをWinNonLinソフトウェア(バージョン6.4)の非コンパートメント(NCA)モデルを用いて計算した。
PKアッセイの結果、Advate(登録商標)の測定した半減期は約7.66時間であり、20kDa直鎖型(linear)PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、20kDa分岐鎖型(branch)PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1、40kDa分岐鎖型(branch)PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1の測定した半減期は、それぞれ、約22.98、16.10、および27.33時間であった。薬物動態プロファイルおよび薬物動態パラメータを、図15および表11に示す。
Figure 0006877469
実施例14.トロンビン生成アッセイ
ペグ化されたキメラFVIIIのトロンビン生成プロファイルを調べるために、トロンビン生成アッセイを行った。Fluoroskan Ascent(商標)FLマイクロプレート蛍光光度計およびルミノメーター(5210460、Thermofisher)装置を37℃に予熱し、機器のラインを37℃に予熱した蒸留水(DW)で洗浄した。FVIII欠損血漿(OTXW17、Siemens)、検量用試料(TS20.00、Thrombinoscope)、およびPPP−low−reagent(TS31.00、Thrombinoscope)を、室温で15分以上放置して温めた後、1mLの37℃に予熱した蒸留水(DW)で溶解した。サンプルを、予め調製したFVIII血漿を用いて、適切な濃度に希釈した。FluCa−Kit(TS50.00、Thrombinoscope)中のFluoバッファーを、37℃に温めることによって調製した。調製した試料をそれぞれ80μLずつFluoroskan装置のプレートに加え、40μLのFluo基質を、37℃に温めたFluoバッファーの入った1つのバイアルに入れた。調製したFlu−Caを該機器に入れた後、予めプログラムしたソフトウェアを用いて1ウェルあたり20μLになるようにFlu−Caを分注し、トロンビン生成を進めた。
トロンビン生成アッセイは、トロンビン生成プロファイルがFVIII欠損血漿において有意に低いが、一方でキメラFVIIIにおけるトロンビン生成プロファイルは、濃度依存的に徐々に増加したことを示した。キメラFVIII 1IU/mLのトロンビン生成プロファイルは、正常な血漿のトロンビン生成プロファイルと同様であった(図16)。
実施例15.動物急性有効性試験
キメラFVIIIの有効性を調べるために、血友病A型マウス(HAマウス)の尾切断モデルを用いて急性有効性試験を行った。野生型マウス(WT)については、Orient Bioによって提供された体重19〜25gの雄C57BL/6マウスを使用した。HAマウスについては、Green Crossによって提供された体重19〜25gの雄のマウスを選択して使用した。試験当日、15mLコニカルチューブ(マウス1匹あたり1つ)に生理食塩水を14mLまで充填した後、生理食塩水の温度を37℃で維持するためにチューブを加熱したウォーターバス中で保管し、投与前のマウスの体重を測定した。ペントバルビタールナトリウムを60mg/kgの用量で腹腔内(IP)投与して麻酔した後、0.9%の生理食塩水(ネガティブコントロール)、またはAdvate(登録商標)(ポジティブコントロール)およびペグ化されたキメラFVIIIを、頸静脈に、一用量5mL/kgの容量で、100IU/kgの用量を投与した。5分後に、HAマウスの尾を尾の端から4mmの位置で切断し、尾を生理食塩水バッファーに30分間入れて採血した。30分間採取した血液サンプルを1500gで5分間遠心分離して上清を除去した後、10mLピペットを用いて三次蒸留水(tertiary distilled water)10mLをコニカルチューブに添加し、血液をボルテックスを用いて完全に溶血させた。失血量(blood loss)を測定するために、溶血させたサンプルをヘモグロビンアッセイキット(MAK115−1KT、Sigma−Aldrich)を用いて解析した。
ヘモグロビンの濃度は、野生型マウス(WT)では約100nM、ネガティブコントロールであるHAマウス(KO)では約1,000nMであった。Advate(登録商標)およびペグ化されたキメラFVIIIは、ネガティブコントロールより約55%低い、約140〜450nMのヘモグロビン濃度を示すことがわかった。Advate(登録商標)とペグ化されたキメラFVIIIとの間には、統計的に有意な差がないことがわかった(図17)。
実施例16.動物PK試験:CHO細胞で発現されたscFVIII/D’D3−120−TH1への様々なサイズおよび形態のPEGのコンジュゲート
血友病Aマウスモデル(HAマウス)を用いたPK試験を実施した。HAマウスとして8週齢のマウス(20±2g)を使用し、投与前に体重測定に供して、その後グループ分けした(n=3/時点)。続いて、Advate(登録商標)、コントロール、およびペグ化されたキメラFVIIIを125IU/kgの用量で一回、静脈内投与した。本実施例では、CHO細胞で発現されたscFVIII/D’D3−120−TH1に様々なPEGをコンジュゲートさせることにより得られた物質を用いて、PK試験を行った。ADVATE(登録商標)投与群(コントロール)では、投与後0、0.083、2、6、9、16、22、および30時間で、また、試験群では、投与後0、0.083、2、6、16、30、40、48、64、72、および96時間で、血液を200μlサンプリングすることにより、血液サンプルを回収した。サンプリング直後に、サンプルを抗凝固剤(クエン酸ナトリウム3.2%バッファー)と1:9の体積比で混合し、遠心分離して血漿を分離した。Advate(登録商標)およびキメラFVIIIの力価を発色法を用いて測定し、薬物動態パラメータをWinNonLinソフトウェア(バージョン6.4)の非コンパートメント(NCA)モデルを用いて計算した。
PKアッセイの結果、Advate(登録商標)の測定した半減期は約8.22時間であり、20kDa直鎖型(linear)PEG−scFVIII/D’D3−120−TH1および40kDa直鎖型(linear)PEG−scFVIII/D’3−120−TH1の測定した半減期は、それぞれ、約25.01および26.88時間であった。薬物動態プロファイルおよび薬物動態パラメータを、図18および表12に示す。
Figure 0006877469
本発明を例示的な実施形態に関連して説明してきたが、本開示は開示された実施形態に限定されず、本発明の基本概念を使用した様々な変更および改良を網羅することを意図していることが、理解されるべきである。
本発明において使用された全ての技術用語は、他に特定されない限り、当業者によって理解されるのと同じ意味を有する。参考文献として本明細書に開示されている全ての刊行物の内容が、本発明に組み込まれる。

Claims (13)

  1. (a)A1−A2−B−A3−C1−C2ドメインを含む変異ヒト第VIII因子(FVIII)であって、変異が、配列番号1の野生型ヒトFVIIIに関して、(i)A1−A2−B−A3−C1−C2ドメインのB領域における部分的な欠失および(ii)配列番号1の782位におけるシステインでの置換を含む変異ヒトFVIII;
    (b)少なくとも1つのvWF(フォン・ウィルブランド因子)D’D3ドメインであって、該vWF D’D3ドメインは、配列番号2の742位から1248位までの連続したアミノ酸の配列からなる;および
    (c)(a)変異ヒトFVIIIおよび(b)vWF D’D3ドメインを連結するリンカー、
    を含むキメラタンパク質であって、
    A1−A2−B−A3−C1−C2ドメインのB領域は、配列番号1の741から902および1654から1689の連続したアミノ酸残基の配列からなり
    リンカーが酵素切断部位を有するものであ
    (a)変異ヒトFVIIIが、配列番号1の位置782のシステインで親水性ポリマーにコンジュゲートされており、
    親水性ポリマーが、ポリエチレングリコール(PEG)であり、PEGが、アクリロイル、スルホンまたはマレイミド基を介して配列番号1の位置782のシステインに連結しており、
    PEGが平均分子量20kDa以上を有し、
    キメラタンパク質が一本鎖の形態を有し、
    キメラタンパク質がFcを含まない、
    キメラタンパク質。
  2. 野生型FVIIIと比較して、少なくとも2倍延長された半減期を有する、請求項1に記載のキメラタンパク質。
  3. (a)変異FVIIIが、配列番号1の配列に基づくアミノ酸残基754、781、788、789、825、897、491、495、498および1806からなる群から選択される少なくとも1つシステインで置換されている、請求項1に記載のキメラタンパク質。
  4. PEGが平均分子量40kDaまたは60kDaを有する、請求項に記載のキメラタンパク質。
  5. (c)リンカーの酵素切断部位が、トロンビン、FVIIa、FXa、またはFXIaにより切断され得る配列である;および
    (c)リンカーが、[GS](式中、nは0、または1〜100の整数である)のアミノ酸配列をさらに含む、
    請求項1に記載のキメラタンパク質。
  6. トロンビンにより切断され得るアミノ酸配列が、DFLAEGGGVR(配列番号36)、TTKIKPR(配列番号37)、またはLVPRGS(配列番号38)であり;FVIIaにより切断され得るアミノ酸配列が、ASKPQGRIVGG(配列番号39)であり;FXaにより切断され得るアミノ酸配列が、IDGR(配列番号40)またはIEGR(配列番号41)であり;FXIaにより切断され得る配列が、SKLTRAETVF(配列番号42)である、請求項に記載のキメラタンパク質。
  7. nが4、6、8、10、16、21、22または58である、請求項に記載のキメラタンパク質。
  8. 一本鎖ポリペプチドの形態を有するキメラタンパク質が、配列番号6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、もしくは9により表されるアミノ酸配列を有する、請求項に記載のキメラタンパク質。
  9. 請求項に記載のキメラタンパク質をコードする核酸分子。
  10. 配列番号48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、または4で表される、請求項に記載の核酸分子。
  11. 請求項9または10に記載の核酸分子を含むベクター。
  12. 請求項11に記載のベクターを含む細胞。
  13. 請求項1〜のいずれか一項に記載のキメラタンパク質、請求項9または10に記載の核酸分子、請求項11に記載のベクター、または、請求項12に記載の細胞、および薬理的に許容される担体を含む、血友病Aを治療するための医薬組成物。
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